משתמש:Bonfisnir/לווין החלל פלאנק
לווין החלל פלאנקהוא פרויקט של סוכנות החלל האירופאית (ESA), שני מקררי הספיחה שפועלים בפלאנק פותחו ע"י המעבדה להנעה סילונית (JPL) של נאס"א. מטרתו של הפלאנק היא למדוד את הרקע הקוסמי של מיקרו-גלים Cosmic Microwave Background (CMB)על פני מגוון רחב של אורכי גל רחוק אינפרא אדום, לדיוק חסר תקדים. דבר זה יאפשר למעשה את מיצוי כל המידע אשר יכול להתקבל ב – CMB. פלאנק צפוי לספק תשובות לשאלות יסוד רבות על ההיסטוריה המוקדמת וההתפתחות של היקום שלנו. באופן ספציפי, הוא צפוי לתת למדענים את המידע הדרוש כדי: • להגדיר אילוצים הדוקים על פרמטרים קוסמולוגיים • לחקור את היסטורית היינון של היקום • לחקור את הדינאמיקה שבתקופת האינפלציה הקוסמית • לבחון את הפיזיקה הבסיסית מעבר לאינפלציה הקוסמית
תיאור ואופן הפעולה של מקררי הספיחה בפלאנק
שני מכשירים ימדדו את ה- CMB מ- 30 ל- 975 ג'יגה-הרץ: מכשיר התדירות הגבוהה(HFI) ומכשיר התדירות הנמוכה(LFI). מקרר הספיחה בפרויקט הפלאנק, אשר חומר הקירור בו הוא מימן, יקרר ישירות את ה- LFI תוך כדי סיפוק קירור מקדים למקרר ה- HFI. מערכת קירור הספיחה בפלאנק מורכבת משסתום T-J ומשישה אלמנטים של דחיסת ספיחה זהים, אשר כל אחד מהם מלא במתכת הידרידית ויכול באופן עצמאי להתקרר או להתחמם. כל מדחס מחובר גם לצד הלחץ הגבוה וגם לצד הלחץ הנמוך של מערכת הצינורות דרך שסתומי הבדיקה, אשר מאפשרים את זרימת הגז בכיוון אחד בלבד. כדי לרסן את התנודות בצד הלחץ הגבוהה של המדחס, משתמשים במיכל ייצוב בעל נפח של ארבעה ליטרים. בצד הלחץ הנמוך, מצעי אחסון בלחץ נמוך, מלאים בהידריד, פועלים בעיקר לאחסן חלק גדול של מלאי ה- H_2 הדרוש על מנת לתפעל את המקררים בזמן טיסה ובדיקות על הקרקע תוך כדי מזעור הלחץ במקררים שאינם תפעוליים אל מתחת ללחץ האטמוספרי בזמן שיגור והובלה. מערכת הדחיסה מוצבת ישירות על רדיאטור דחיית החום על החללית.
לכל אלמנט דחיסת ספיחה (למשל מצעי הספיחה) יש ארבעה שלבים (חימום להעלאת לחץ, פליטת חומר הקירור, קירור להורדת לחץ, ספיחה) במחזור. על מנת לייצר זרם רציף של נוזל הקירור, כמה מצעי ספיחה נדרשים לעבוד ברצף, בכל זמן נתון. אחד מתחמם, אחד מספק גז לצד הלחץ המבצעי, אחד מתקרר בזמן ששלושת האחרים סופחים גז. במערכת זו קיים מחזור זמן בסיסי שבו כל שלב של התהליך מתנהל. תנורי חימום הפועלים בעזרת התנגדות חשמלית משיגים את החימום של המדחסים, בעוד הקירור מושג ע"י חיבור תרמי של אלמנט הדחיסה לרדיאטור ב K 270.
כדי לא לאבד כמויות עודפות של חום במהלך מחזור החימום, קיים מתג תרמי אשר לסירוגין מבודד את משטח הקירור מהרדיאטור במהלך שלב החימום, ומחבר אותו אל הרדיאטור בשלב הקירור. אלמנט דחיסה בודד מורכב משני צילינדרים קונצנטריים הסגורים הקצה עם מכסים מיוחדים. הצילינדר הפנימי מכיל מתכת הידרידית 〖La〗_1.0 Ni_4.78 Sn_0.22 והצילינדר החיצוני יוצר מעטפת של ואקום סביב הצילינדר הפנימי. מעטפת ואקום זו משמשת כgas gap thermal switch אשר פועל בשימוש עם מתכת הידרידית שנייה ZrNi.
חומר הקירור עובר דרך מערכת צינורות וקצה קר (PACE), אשר מורכבים בעיקר ממחליפי חום המצורפים לשלושה רדיאטורי V-groove על החללית (ב- 170, 100 ו- 60K), אשר מספקים קירור מקדים, מלווים בשסתום התפשטות ג'אול-תומסון ושני מחליפי חום נוזל\גז(LVHX). מרכיביה העיקריים של מערכת זו מיוצגים בדיאגראמה דלעיל.
עם ההתפשטות, במימן נוצרים טיפות במצב נוזלי אשר אידוים מספק את הספק הקירור. כעת תערובת הנוזל\גז עוברת דרך שני מחליפי חום נוזל\גז. ה LVHXים מוצמדים מכנית ותרמית לממשקים המתאימים (LFI\HFI). בנוסף לקירור הממשקים, קירור ביניים למקרר ג'אול-תומסון K4.5 RAL ומקרר נוזל מדולל 100mK גם מסופקים. לבסוף, כל תערובת נוזל גז שנותרה עוברת דרך LVHX שלישי, אשר מוחזק מעל טמפ' הרתיחה של מימן.LVHX זה נועד כדי לאדות כל עודף מימן נוזלי המגיע אליו, מונע התפרצויות רתיחה, אשר מסייעות לשמור על כמעט לחץ קבוע באזור הלחץ הנמוך. החום הנפלט מהסנסורים מאדה את המימן הנוזלי וגז מימן בלחץ נמוך חוזר למחזור מחדש לקרר את מצעי הקירור לדחיסה.